(57)【要約】【課題】  あらゆる方向の風の風力エネルギを効率よく風車の回転エネルギに変換する。【解決手段】  本発明の全風向用風力発電装置は、垂直回転軸４と、この垂直回転軸に支持アーム５ａ、５ｂを介して取付けられ、この垂直回転軸に平行する複数枚の垂直真直翼６と、垂直回転軸に対して放射状に取付けられた複数枚の水平翼７と、垂直回転軸の回転エネルギを電気エネルギに変換する発電機２とを備えている。【選択図】      図２
2005061319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直回転軸と、
この垂直回転軸に支持アームを介して取付けられ、この垂直回転軸に平行する複数枚の垂直真直翼と、
前記垂直回転軸に対して放射状に取付けられた複数枚の水平翼と、
前記垂直回転軸の回転エネルギを電気エネルギに変換する発電機と
を備えた全風向用風力発電装置。
【請求項２】
垂直回転軸と、
この垂直回転軸に支持アームを介して取付けられ、この垂直回転軸に傾斜する複数枚の斜め真直翼と、
前記垂直回転軸に取付けられた複数枚の水平翼と、
前記垂直回転軸の回転エネルギを電気エネルギに変換する発電機と
を備えた全風向用風力発電装置。
【請求項３】
垂直回転軸と、
この垂直回転軸の周上に支持アームを介して取付けられ、この垂直回転軸に平行する複数枚の垂直真直翼と、
前記垂直回転軸における前記垂直真直翼の上端近傍に対応する位置に取付けられ、吹き下ろし風に対して回転する複数枚の第１の水平翼と、
前記垂直回転軸における前記垂直真直翼の下端近傍に対応する位置に取付けられ、吹き上げ風に対して回転する複数枚の第２の水平翼と、
前記垂直回転軸の回転エネルギを電気エネルギに変換する発電機と
を備えた全風向用風力発電装置。
【請求項４】
垂直回転軸と、
この垂直回転軸に支持アームを介して取付けられ、この垂直回転軸に傾斜する複数枚の斜め真直翼と、
前記垂直回転軸における前記斜め真直翼の上端近傍に対応する位置に取付けられ、吹き下ろし風に対して回転する複数枚の第１の水平翼と、
前記垂直回転軸における前記斜め真直翼の下端近傍に対応する位置に取付けられ、吹き上げ風に対して回転する複数枚の第２の水平翼と、
前記垂直回転軸の回転エネルギを電気エネルギに変換する発電機と
を備えた全風向用風力発電装置。
【請求項５】
前記各水平翼の前記垂直回転軸に対する取付け角を変更する取付け角変更機構と、
前記垂直回転軸の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
この検出された回転速度が規定速度を超えたとき、前記取付け角変更機構で前記水平翼の向きを風向きに直交して、前記垂直回転軸の回転速度を抑制する回転速度抑制手段と
を備えた請求項１から４のいずれか１項記載の全風向用風力発電装置。
【請求項６】
前記複数枚の水平翼には、断面が水平翼に近似した形状に形成された支持アームも含まれる請求項１から４のいずれか１項記載の全風向用風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電装置に係わり、特に多くの方向から吹く風の風力エネルギを有効に利用できる全風向用風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電装置は、風車の構造上、大きく分けて、水平軸風車を採用した風力発電装置と、垂直軸風車を採用した風力発電装置とに分類される。このうち垂直軸風車を採用した風力発電装置は、簡単な構造で小型に製造できるので、数十Ｗ〜数ｋＷの小電力供給用に、一般に販売されている。
【０００３】
さらに、この垂直軸風車においてよく知られたものとして、垂直回転軸に対して半円筒形の羽根２枚を取付けたサボニウス型風車がある。また、垂直回転軸に対して例えば支持アームを介して、この垂直回転軸と平行する垂直翼を取付けたダリウス型風車がある。
【０００４】
サボニウス型風車は低風速で大きなトルクを発生する特徴を有する。一方、ダリウス型風車においては、風車は垂直翼に発生する揚力を用いて回転するので、風速以上に回転速度を上げることが可能であり、より大きな回転エネルギを得ることができる。すなわち、このダリウス型風車は比較的高風速でより効率的に運転できる。さらに、翼を垂直に設置するため、風向きに関係なく回転できる。
【０００５】
この低風速でより有効なサボニウス型風車と、比較的高風速でより有効なダリウス型風車とを一つの風車に組込んだハイブリッド風車が特許文献１に提案されている。
【０００６】
このようなハイブリッド風車が組込まれた風力発電装置においては、サボニウス型風車を構成する半円筒形の羽根２枚と、支持アームを介してダリウス型風車を構成する２枚の垂直翼とを一つの垂直回転軸の同一領域に取付ているので、風車自体を小型に形成できるとともに、低速から高速までの広い速度範囲に亘って風力エネルギを効率的に利用できる。
【特許文献１】特開平１１―２９４３１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に提案されたハイブリッド風車が組込まれた風力発電装置においてもまだ解消すべき次のような課題があった。
【０００８】
すなわち、垂直回転軸に対して半円筒形の羽根を取付け、さらに、垂直翼を垂直に設置するため、垂直回転軸に直交する水平平面内における風向きに関係なく風車を回転できる。しかし、風は常に地上に対して水平方向に吹くとは限らず、付近に大きな建造物があったり、地形が入り込んでいた場合や、山岳地帯においては、地面に対して吹き下ろし（斜め横方向）風や地面からの吹き上げ（斜め上方方向）風が発生することがある。また、水平方向の風も、水平方向成分以外にも、斜め横方向成分や斜め上方方向成分が含まれる場合がある。
【０００９】
したがって、上述したハイブリッド風車においては、風が有する風力エネルギのうちの水平方向成分の風力エネルギしか利用していないことになり、風力エネルギの利用効率が低下する。  
さらに、水平方向、吹き下ろし、吹き上げを含む風の方向変化が激しい地点に設置した場合においては、風車が安定して回転しないので、発電機の出力が不安定になる懸念がある。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、水平風はもちろんのこと、吹き下ろし風、吹き上げ風を含むあらゆる方向の風の風力エネルギを効率よく風車の回転エネルギに変換でき、小型で、安定した電力が供給できる全風向用風力発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解消するために、本発明の全風向用風力発電装置においては、垂直回転軸と、この垂直回転軸に支持アームを介して取付けられ、この垂直回転軸に平行する複数枚の垂直真直翼と、垂直回転軸に対して放射状に取付けられた複数枚の水平翼と、垂直回転軸の回転エネルギを電気エネルギに変換する発電機とを備えている。
【００１２】
このように構成された全風向用風力発電装置においては、垂直回転軸に支持アームを介して垂直回転軸に平行する複数枚の垂直真直翼が取付けられている。したがって、先に説明したダリウス型風車の垂直翼と同様に、水平方向内のあらゆる方向の風に対して、垂直真直翼に発生する揚力を用いて垂直回転軸を中心に回転し、風速以上に回転速度を上げることが可能であり、より大きな回転エネルギを得ることができる。
【００１３】
また、垂直回転軸に対して放射状に複数枚の水平翼が設けられている。この水平翼は、水平軸風車を採用した風力発電装置におけるプロペラ型風車のブレード（回転羽根）と同様に、垂直回転軸に平行の風に対して揚力が生じ、この揚力にて水平翼は垂直回転軸を中心に回転する。
【００１４】
したがって、この垂直回転軸と複数枚の水平翼と複数枚の垂直真直翼とで構成される複合風車は、水平方向の風と垂直方向の風の風力エネルギを効率よく風車の回転エネルギに変換でき、結果として、全風向用風力発電装置を実現できる。
【００１５】
また、別の発明の全風向用風力発電装置においては、垂直回転軸と、この垂直回転軸に支持アームを介して取付けられ、この垂直回転軸に傾斜する複数枚の斜め真直翼と、垂直回転軸に取付けられた複数枚の水平翼と、垂直回転軸の回転エネルギを電気エネルギに変換する発電機とを備えている。
【００１６】
このように構成された全風向用風力発電装置においては、先の発明の全風向用風力発電装置における垂直真直翼を、垂直回転軸に傾斜する複数枚の斜め真直翼に置換えている。斜め真直翼も、水平方向内のあらゆる方向の風に対して、発生する揚力を用いて垂直回転軸を中心に回転するので、先に説明した全風向用風力発電装置とほぼ同じ作用効果を奏することが可能である。
【００１７】
また、別の発明の全風向用風力発電装置においては、垂直回転軸と、この垂直回転軸の周上に支持アームを介して取付けられ、この垂直回転軸に平行する複数枚の垂直真直翼と、垂直回転軸における垂直真直翼の上端近傍に対応する位置に取付けられ、吹き下ろし風に対して回転する複数枚の第１の水平翼と、垂直回転軸における垂直真直翼の下端近傍に対応する位置に取付けられ、吹き上げ風に対して回転する複数枚の第２の水平翼と、垂直回転軸の回転エネルギを電気エネルギに変換する発電機とを備えている。
【００１８】
このように構成された全風向用風力発電装置においては、垂直回転軸における垂直真直翼の上端近傍、及び下端近傍に対応する各位置に、複数枚の第１の水平翼と第２の水平翼とを取付けている。そして、第１の水平翼は吹き下ろし風に対して回転する断面形状を有し、第２の水平翼は吹き上げ風に対して回転する断面形状を有している。
【００１９】
すなわち、吹き下ろし風の風力エネルギは上側の第１の水平翼で回転エネルギに変換され、吹き上げ風の風力エネルギは下側の第２の水平翼で回転エネルギに変換される。
【００２０】
また、別の発明の全風向用風力発電装置においては、垂直回転軸と、垂直回転軸に支持アームを介して取付けられ、この垂直回転軸に傾斜する複数枚の斜め真直翼と、垂直回転軸における斜め真直翼の上端近傍に対応する位置に取付けられ、吹き下ろし風に対して回転する複数枚の第１の水平翼と、垂直回転軸における斜め真直翼の下端近傍に対応する位置に取付けられ、吹き上げ風に対して回転する複数枚の第２の水平翼と、垂直回転軸の回転エネルギを電気エネルギに変換する発電機とを備えている。
【００２１】
このように構成された全風向用風力発電装置においては、先の発明の全風向用風力発電装置の垂直真直翼を、垂直回転軸に傾斜する複数枚の斜め真直翼に置換えているのみである。したがって、先の発明の全風向用風力発電装置とほぼ同じ作用効果を奏することができる。
【００２２】
さらに別の発明は、上述した各発明の全風向用風力発電装置において、各水平翼の垂直回転軸に対する取付け角を変更する取付け角変更機構と、垂直回転軸の回転速度を検出する回転速度検出手段と、この検出された回転速度が規定速度を超えたとき、取付け角変更機構で水平翼の向きを風向きに直交して、垂直回転軸の回転速度を抑制する回転速度抑制手段とを備えている。
【００２３】
このように構成された全風向用風力発電装置においては、風速が高くなり、垂直回転軸の回転速度が規定速度を超えたとき、水平翼の向きが風向きに直交に変化し、垂直回転軸の回転速度が抑制される。したがって、この全風向用風力発電装置の風の許容速度範囲を拡大できる。
【００２４】
さらに、別の発明は、上述した各発明の全風向用風力発電装置において、複数枚の水平翼には、断面が水平翼に近似した形状に形成された支持アームも含まれるようにしている。  
このように構成された全風向用風力発電装置においては、垂直回転軸と垂直真直翼又は斜め真直翼とを接続する支持アームを有効に使用できる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の全風向用風力発電装置においては、簡単な構成で、水平風はもちろんのこと、吹き下ろし風、吹き上げ風を含むあらゆる方向の風の風力エネルギを効率よく風車の回転エネルギに変換でき、小型で、安定した電力が供給できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の各実施形態を図面を用いて説明する。
【００２７】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係わる全風向用風力発電装置の概略構成図であり、図１（ａ）は全体図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ―Ａ’線で切断した場合の断面模式図である。図１（ｃ）は全風向用風力発電装置を構成する複合風車の水平翼の断面形状である。また、図２はこの全風向用風力発電装置を構成する複合風車の概略構成を示す斜視図である。
【００２８】
下端が大地に固定された支柱１の上端に発電機２のステイター２ａが固定されている。この発電機２のローター２ｂの上面に複合風車３の垂直回転軸４の下端が固定されている。したがって、複合風車３の垂直回転軸４が回転すると、発電機２は回転速度に応じた電力を発電する。
【００２９】
複合風車３における垂直回転軸４の周上３箇所に支持アーム５ａ、５ｂを介して、３枚の垂直真直翼６が取付けられている。各垂直真直翼６は、上側の支持アーム５ａと下側の支持アーム５ｂとで、垂直回転軸４に平行に維持されている。垂直真直翼６は水平風８に対して、垂直回転軸４を中心に回転する断面形状を有している。
【００３０】
また、複合風車３における垂直回転軸４の周上３箇所に放射状に３枚の水平翼７が取付けられている。この水平翼７は、図１（ｃ）に示すように、吹き下ろし風９に対して垂直回転軸４を中心に回転する断面形状を有している。
【００３１】
なお、各垂直真直翼６を垂直回転軸４に固定する支持アーム５ａ、５ｂも図１（ｃ）に示すように、吹き下ろし風９に対して垂直回転軸４を中心に回転する断面形状を有している。
【００３２】
このように構成された第１実施形態の全風向用風力発電装置の複合風車３においては、下端が発電機２のローター２ｂに固定された垂直回転軸４に支持アーム５ａ、５ｂを介してこの垂直回転軸４に平行する３枚の垂直真直翼６が取付けられている。したがって、水平方向内のあらゆる方向の水平風８に対して、この垂直真直翼６に発生する揚力を用いて垂直回転軸４を中心に回転する。
【００３３】
また、垂直回転軸４に対して放射状に３枚の水平翼７が設けられている。この水平翼７は、吹き下ろし風９に対して揚力が生じ、この揚力にて水平翼７は垂直回転軸４を中心に回転する。
【００３４】
さらに、この実施形態の全風向用風力発電装置の複合風車３においては、各垂直真直翼６を垂直回転軸４に固定する支持アーム５ａ、５ｂも、水平翼７と同様に、吹き下ろし風９に対して揚力が生じ、この揚力にて支持アーム５ａ、５ｂは垂直回転軸４を中心に回転する。
【００３５】
したがって、垂直回転軸４と水平翼７と垂直真直翼６と支持アーム５ａ、５ｂとで構成される複合風車３においては、水平風８と吹き下ろし風９の風力エネルギを効率よく複合風車３の回転エネルギに変換でき、この回転エネルギを発電機２で電気エネルギに変換できる。
【００３６】
また、水平翼７と垂直真直翼６の支持アーム５ａとを垂直回転軸４の軸方向の同一位置に取付けているので、複合風車３、及びこの複合風車３が組込まれた全風向用風力発電装置を小型に形成できる。
【００３７】
（第２実施形態）
図３は本発明の第２実施形態に係わる全風向用風力発電装置の概略構成図であり、図３（ａ）は全体図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ―Ａ’線で切断した場合の断面模式図である。図３（ｃ）は全風向用風力発電装置を構成する複合風車の水平翼の断面形状である。また、図４は全風向用風力発電装置を構成する複合風車の概略構成を示す斜視図である。図１、図２に示す第１実施形態の全風向用風力発電装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明は省略する。
【００３８】
この第２実施形態の全風向用風力発電装置に組込まれた複合風車３ａにおいては、垂直回転軸４の周上３箇所に支持アーム５ａ、５ｂを介して、３枚の斜め真直翼１０が取付けられている。各斜め真直翼１０は、上側の長い支持アーム５ａと下側の短い支持アーム５ｂとで、垂直回転軸４に対して傾斜状態に維持されている。垂直真直翼６は水平風８に対して、垂直回転軸４を中心に回転する断面形状を有している。
【００３９】
また、複合風車３ａにおける垂直回転軸４の周上３箇所に放射状に３枚の水平翼７が取付けられている。この水平翼７は、図３（ｃ）に示すように、吹き下ろし風９に対して垂直回転軸４を中心に回転する断面形状を有している。
【００４０】
このように構成された第２実施形態の全風向用風力発電装置の複合風車３ａにおいても、垂直回転軸４に支持アーム５ａ、５ｂを介してこの垂直回転軸４に傾斜する３枚の傾き真直翼１０が取付けられている。したがって、水平方向内のあらゆる方向の水平風８に対して、この垂直真直翼６に発生する揚力を用いて垂直回転軸４を中心に回転する。
【００４１】
したがって、前述した図１、図２に示す第１実施形態の全風向用風力発電装置と同様に、垂直回転軸４と水平翼７と斜め真直翼１０と支持アーム５ａ、５ｂとで構成される複合風車３ａにおいては、水平風８と吹き下ろし風９の風力エネルギを効率よく複合風車３ａの回転エネルギに変換でき、この回転エネルギを発電機２で電気エネルギに変換できる。
【００４２】
（第３実施形態）
図５は本発明の第３実施形態に係わる全風向用風力発電装置の概略構成図であり、図５（ａ）は全体図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ―Ａ’線で切断した場合の断面模式図であり、図５（ｃ）は図５（ａ）のＢ―Ｂ’線で切断した場合の断面模式図である。図５（ｄ）、図５（ｅ）は全風向用風力発電装置を構成する複合風車の各水平翼の断面形状である。また、図６はこの全風向用風力発電装置を構成する複合風車の概略構成を示す斜視図である。図１、図２に示す第１実施形態の全風向用風力発電装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明は省略する。
【００４３】
この第３実施形態に係わる全風向用風力発電装置の複合風車３ｂにおいては、垂直回転軸４の周上３箇所に支持アーム５ａ、５ｂを介して、３枚の垂直真直翼６が取付けられている。
【００４４】
また、垂直回転軸４における上側の支持アーム５ａの取付け位置には、周上３箇所に放射状に第１の水平翼としての３枚の水平翼７が取付けられている。この第１の水平翼としての水平翼７は、図５（ｄ）に示すように、吹き下ろし風９に対して垂直回転軸４を中心に回転する断面形状を有している。
【００４５】
なお、各垂直真直翼６を垂直回転軸４に固定する上側の支持アーム５ａも図５（ｄ）に示すように、吹き下ろし風９に対して垂直回転軸４を中心に回転する断面形状を有している。
【００４６】
また、垂直回転軸４における下側の支持アーム５ｂの取付け位置には、周上３箇所に放射状に第２の水平翼としての３枚の水平翼１１が取付けられている。この第２の水平翼としての水平翼１１は、図５（ｅ）に示すように、吹き上げ風１２に対して垂直回転軸４を中心に回転する断面形状を有している。
【００４７】
なお、各垂直真直翼６を垂直回転軸４に固定する下側の支持アーム５ｂも図５（ｅ）に示すように、吹き上げ風１２に対して垂直回転軸４を中心に回転する断面形状を有している。
【００４８】
なお、垂直真直翼６、各水平翼７、１１、各支持アーム５ａ、５ｂは、それぞれの風８、９、１２に対して、垂直回転軸４が同一方向に回転するようにその断面形状の向きが設定されている。
【００４９】
このように構成された第３実施形態に係わる全風向用風力発電装置の複合風車３ｂにおいては、水平方向内のあらゆる方向の水平風８の風力エネルギは、垂直真直翼６で垂直回転軸４の回転エネルギに変換される。また、吹き下ろし風９の風力エネルギは上側の水平翼７で垂直回転軸４の回転エネルギに変換され、吹き上げ風１２の風力エネルギは下側の水平翼１１で垂直回転軸４の回転エネルギに変換される。
【００５０】
したがって、水平風８はもちろんのこと、吹き下ろし風９、吹き上げ風１２を含むあらゆる方向の風の風力エネルギを効率よく複合風車３ｂの回転エネルギに変換でき、発電機２でもって安定した電力が供給できる。
【００５１】
また、各水平翼７、１１と垂直真直翼６の各支持アーム５ａ、５ｂとを垂直回転軸４の軸方向の同一位置に取付けているので、複合風車３ｂ、及びこの複合風車３ｂが組込まれた全風向用風力発電装置を小型に形成できる。
【００５２】
（第４実施形態）
図７は本発明の第４実施形態に係わる全風向用風力発電装置を構成する複合風車３ｃの概略構成を示す斜視図である。図４に示す第２実施形態の全風向用風力発電装置の複合風車３ａと同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明は省略する。
【００５３】
この第４実施形態の全風向用風力発電装置を構成する複合風車３ｃにおいては、垂直回転軸４の周上３箇所に支持アーム５ａ、５ｂを介して、３枚の斜め真直翼１０が取付けられている。
【００５４】
また、垂直回転軸４における上側の支持アーム５ａの取付け位置には、第１の水平翼としての３枚の水平翼７が取付けられている。この第１の水平翼としての水平翼７は、吹き下ろし風９に対して垂直回転軸４を中心に回転する断面形状を有している。
【００５５】
なお、各斜め真直翼１０を垂直回転軸４に固定する上側の支持アーム５ａも吹き下ろし風９に対して垂直回転軸４を中心に回転する断面形状を有している。
【００５６】
また、垂直回転軸４における下側の支持アーム５ｂの取付け位置には、第２の水平翼としての３枚の水平翼１１が取付けられている。この第２の水平翼としての水平翼１１は、吹き上げ風１２に対して垂直回転軸４を中心に回転する断面形状を有している。
【００５７】
なお、各斜め真直翼１０を垂直回転軸４に固定する下側の支持アーム５ｂも吹き上げ風１２に対して垂直回転軸４を中心に回転する断面形状を有している。
【００５８】
このように構成された第４実施形態に係わる全風向用風力発電装置の複合風車３ｃにおいても、水平方向内のあらゆる方向の水平風８の風力エネルギは、斜め真直翼１０で垂直回転軸４の回転エネルギに変換される。また、吹き下ろし風９の風力エネルギは上側の水平翼７で垂直回転軸４の回転エネルギに変換され、吹き上げ風１２の風力エネルギは下側の水平翼１１で垂直回転軸４の回転エネルギに変換される。
【００５９】
したがって、先に説明した第３実施形態の全風向用風力発電装置とほぼ同じ作用効果を奏することができる。
【００６０】
（第５実施形態）
図８は本発明の第５実施形態に係わる全風向用風力発電装置の概略構成図であり、図８（ａ）はこの全風向用風力発電装置の複合風車３ｄを取出して示す図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＢ―Ｂ’線で切断した場合の断面模式図である。図５に示す第３実施形態の全風向用風力発電装置の複合風車３ｂと同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明は省略する。
【００６１】
この第５実施形態の風向用風力発電装置においては、発電機２のローター２ｂに、垂直回転軸４の回転速度を検出する回転速度検出器１３が組込まれている。各水平翼１１は、図９に示すように、回動軸１４及び軸受け１５を介して垂直回転軸４に対する取付け角（ピッチ角）が変更可能である。
【００６２】
垂直回転軸４に回転自在にリング１６が取付けられている。回転速度検出器１３は、垂直回転軸４の回転速度が規定速度を超えると、リング１６を垂直回転軸４回りに回動させる。このリング１６が垂直回転軸４回りに回動すると、このリング１６の上面に設けられたアーム１７が移動して、クランク軸１８を介して軸１４に固定したリンク１９を回動させる。リンク１９が回動すると、軸１４が回動して、この軸１４に取付けられた各水平翼１１の垂直回転軸４に対する取付け角（ピッチ角）が変化する。
【００６３】
なお、上側の各水平翼７の垂直回転軸４に対する取付け角（ピッチ角）も、同様なリンク機構によって、下側の各水平翼１１に連動して変化する。
【００６４】
このような構成の第５実施形態の全風向用風力発電装置の複合風車３ｄにおいては、水平風８、吹き下ろし風９、吹き上げ風１２による垂直回転軸４の回転速度が規定速度に達していない状態においては、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、上下の各水平翼７、１１の向きは水平状態を維持している。
【００６５】
しかし、水平風８、吹き下ろし風９、吹き上げ風１２による垂直回転軸４の回転速度が複合風車３ｄの機械的強度や、発電機２の特性等で定まる規定速度を超えると、回転速度検出器１３はリング１６を垂直回転軸４回りに回動させる。その結果、図９、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、上下の各水平翼７、１１の向きは水平状態から垂直状態に変化する。上下の各水平翼７、１１の向が水平風８に向き合う垂直状態に変化すると、複合風車３ｄの回転損失が大きくなり、複合風車３ｄの回転速度が低下する。
【００６６】
したがって、このこの第５実施形態の全風向用風力発電装置においては、風の広い風速範囲で発電を実行でき、許容速度範囲を拡大できる。
【００６７】
（第６実施形態）
図１１は本発明の第６実施形態に係わる全風向用風力発電装置の概略構成図であり、図１１（ａ）は全体図、図１１（ｂ）はこの全風向用風力発電装置を構成する複合風車の概略構成を示す斜視図である。図３、図４に示す第２実施形態の全風向用風力発電装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明は省略する。
【００６８】
この第６実施形態に係わる全風向用風力発電装置においては、下端が大地に固定された支柱１の上端に設けられた発電機２の上面に垂直回転軸４を共有する２台の複合風車３ｅ、３ｆが取付られている。したがって、この２台の複合風車３ｅ、３ｆの共有の垂直回転軸４が回転すると、発電機２は回転速度に応じた電力を発電する。
【００６９】
上段の複合風車３ｅにおいて、垂直回転軸４における上側の支持アーム５ａの取付け位置には、周上３箇所に放射状に３枚の水平翼７が取付けられている。この各水平翼７は、吹き下ろし風９に対して垂直回転軸４を中心に回転する断面形状を有している。
【００７０】
また、下段の複合風車３ｆにおいて、垂直回転軸４における下側の支持アーム５ｂの取付け位置には、周上３箇所に放射状に３枚の水平翼１１が取付けられている。この各水平翼１１は、吹き上げ風１２に対して垂直回転軸４を中心に回転する断面形状を有している。
【００７１】
このように構成された第６実施形態に係わる全風向用風力発電装置においては、水平方向内のあらゆる方向の水平風８の風力エネルギは、各複合風車３ｅ、３ｆの斜め真直翼１０で垂直回転軸４の回転エネルギに変換される。また、吹き下ろし風９の風力エネルギは上段の複合風車３ｅにおける上側の水平翼７で垂直回転軸４の回転エネルギに変換され、吹き上げ風１２の風力エネルギは下段の複合風車３ｅにおける下側の水平翼１１で垂直回転軸４の回転エネルギに変換される。
【００７２】
したがって、水平風８はもちろんのこと、吹き下ろし風９、吹き上げ風１２を含むあらゆる方向の風の風力エネルギを効率よく上段、下段の複合風車３ｅ、３ｆの回転エネルギに変換でき、発電機２でもって安定した電力が供給できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１実施形態に係わる全風向用風力発電装置の概略構成図
【図２】同第１実施形態に係わる全風向用風力発電装置の複合風車の概略構成を示す斜視図
【図３】本発明の第２実施形態に係わる全風向用風力発電装置の概略構成図
【図４】同第２実施形態に係わる全風向用風力発電装置の複合風車の概略構成を示す斜視図
【図５】本発明の第３実施形態に係わる全風向用風力発電装置の概略構成図
【図６】同第３実施形態に係わる全風向用風力発電装置の複合風車の概略構成を示す斜視図
【図７】本発明の第４実施形態に係わる全風向用風力発電装置の複合風車の概略構成を示す斜視図
【図８】本発明の第５実施形態に係わる全風向用風力発電装置の概略構成図
【図９】同第５実施形態に係わる全風向用風力発電装置の水平翼の垂直回転軸に対する取付け角度変更機構を示す図
【図１０】同第５実施形態に係わる全風向用風力発電装置の水平翼の向きの状態を示す図
【図１１】本発明の第６実施形態に係わる全風向用風力発電装置の概略構成図
【符号の説明】
【００７４】
１…支柱、２…発電機、３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、３ｅ，３ｆ…複合風車、４…垂直回転軸、５ａ，５ｂ…支持アーム、６…垂直真直翼、７，１１…水平翼、８…水平風、９…吹き下ろし風、１０…斜め真直翼、１２…吹き上げ風、１３…回転速度検出器、１４…回動軸、１５…軸受け、１６…リング、１７…アーム、１８…クランク軸、１９…リンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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